一种高性能防水剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种高性能防水剂及其制备方法，属于混凝土建筑防水材料技术领 域。
【背景技术】
[0002] 防水剂主要是通过减少孔隙和堵塞毛细通道，降低吸水性和在静水压力下透水 性，来实现提高混凝土的抗渗防水性和耐久性。近年来，国内混凝土防水剂主要研宄方向有 无机硅防水剂、有机硅防水剂和无机硅-有机硅复合防水剂。无机硅防水剂主要是通过无 机硅化合物（如无机硅酸盐）减少混凝土中空隙，提高密实性和抗渗性。有机硅防水剂主 要是通过有机硅化合物（如甲基硅醇钠）使混凝土表面形成憎水表面，提高抗渗性。然而， 无机硅-有机硅复合防水剂既具备无机硅防水剂减少空隙、提高防水的功能，又结合了有 机硅防水剂憎水表面防水的功能，是一种多功能的防水剂。
[0003] 无机硅酸盐防水剂主要是指硅酸钠或是硅酸钾为基础成分的防水剂。如中国专利 CN101811841B文献公开了一种以水玻璃为主要成分，并以实现提高防水剂的防水性能为 目标的无机防水剂及其制法。但是其形成的防水膜强度不够，容易开裂。为了解决无机硅 酸盐防水剂这样的技术问题，人们也研宄了有机硅防水剂。有机硅防水剂主要是指甲基硅 醇或甲基硅醇钠为主要成分的防水剂。甲基硅醇钠是合成具有防水性能的聚甲基硅醚的原 料，因而能在混凝土表面形成一层聚硅氧烷膜而具有防水功能。如中国专利CN1218081A 文献公开了一种含有甲基硅酸钠3. 0-4. 0 %、硫酸铝0. 0-0. 06 %和水96-97 %的建筑用有 机硅防水剂。虽然其具有一定防水的功能，但是其存在着碱性较大、乳液不稳定问题。碱性 较大，容易吸收二氧化碳，减少了甲基硅酸的形成，从而减少了聚甲基硅醚，进而降低了防 水性能。乳液不稳定，容易被水冲破防水层而影响防水性能。为了解决有机硅防水剂的问 题，人们开始尝试其他有机硅化合物的研宄。如中国专利CN1778860A文献公开了一种含 有一甲基三氯硅烷0. 1-2份，氢氧化钠2-6份，水3-7份的高效防水剂及其制备方法。尽管 有机硅防水剂的防水性能有了一定的改善，但是有机硅碱性较大、乳液不稳定的问题依然 没有得到解决。
[0004] 随着人们对防水剂研宄的深入，人们开始对无机硅与有机硅复合防水剂的进行研 宄。无机硅-有机硅复合防水剂不仅有聚合物乳液，而且还有次要成膜物水泥。水泥可与液 料中的水进行水化反应，形成无机硅-有机硅复合膜，所以无机硅-有机硅复合防水剂具有 良好的防水性能。因此，其逐渐地被广泛应用到建筑楼面、卫生间、地下室等的防水。目前， 有人早已报道了关于无机硅-有机硅复合防水剂的情况，如中国专利CN102557726B文献 公开了一种名为"一种高渗透性多效混凝土防水剂及其制备方法"的防水剂，该防水剂具有 优异的渗透能力，最大渗透深度达30_，大大提高防水层厚度，并且还能节约施工成本。但 是，该防水剂为无色透明碱性混合液，其PH值为10~12,防水剂的碱性较大，容易发生碱骨 料反应侵蚀钢筋，影响混凝土的耐久性能和建筑的寿命，这对建筑的安全构成了很大的隐 患。此外，混凝土周围环境往往又是复杂多变的，这无疑对无机硅-有机硅复合防水剂的防 水功能提出更高的发展要求。因此，开发一种高性能防水剂对混凝土建筑起到非常重要的 作用。
【发明内容】
[0005] 针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出了一种碱性低且防 水性能良好的高性能防水剂及其制备方法。
[0006] 本发明为解决上述问题所采取的技术方案为：
[0007] 一种高性能防水剂，由以下重量份配比的各组分制成：一甲基三氯硅烷2~8份， 氢氧化钠3~7份，醋酸钠5~10份，聚乙烯醇4~9份，甲基纤维素0. 2~0. 5份，硅酸 钠10~20份，氯化铁3~8份，水200~300份。
[0008] 其重量份配比如下：
[0009] 一甲基三氯硅烷5份，氢氧化钠5份，醋酸钠8份，聚乙烯醇7份，甲基纤维素0. 35 份，硅酸钠15份，氯化铁6份，水250份。
[0010] 本发明中，所述的一甲基三氯硅烷能与醋酸钠反应生成甲基三乙酰氧基硅烷；与 水发生水解反应生成甲基硅树脂；与氢氧化钠反应生成甲基硅酸钠。甲基三乙酰氧基硅烷 和甲基硅树脂能够渗透到混凝土内部并生成不溶于水的凝胶体，堵塞混凝土内部空隙，封 闭毛细管通道，增加密实度，形成可靠的永久性防水层，可延长混凝土使用寿命；甲基硅酸 钠是一种良好的防水抗冻剂，具有疏水性，防止水的侵入，从而使混凝土避免破裂。另外，这 些化合物相互之间、与水泥水化产物之间都会发生复杂的物理化学反应，提高混凝土早期 强度，并改善混凝土的性能。
[0011] 聚乙烯醇具有良好的分散性和粘结性，能够提高混凝土的强度，减少混凝土的开 裂。
[0012] 甲基纤维素具有良好的润湿性、分散性、粘接性、增稠性、乳化性、保水性和成膜 性，能够提高混凝土自身的养护功能，减少混凝土的缺水开裂，从而提高混凝土的抗渗防水 功能。
[0013] 硅酸钠、氯化铁是无机防水材料，当掺入混凝土时，硅酸钠可以与混凝土水化时产 生的水化产物氢氧化钙反应，形成C-S-H(XCaO?SiO2 ?yH20)凝胶，堵塞和封闭毛细管通道， 提高混凝土的抗渗防水功能。一般来说，有机硅酸盐和混凝土都是显碱性，氯化铁在这样的 条件下，铁离子既可以与氢氧根离子结合成氢氧化铁胶体，同时自身也会发生水解反应生 成氢氧化铁胶体。然而，氢氧化铁胶体具有很强的吸附性，可以减少混凝土强度不够而导致 的开裂。因此，氯化铁不仅仅提高了混凝土的防水性，而且降低了混凝土的碱性，为高性能 防水剂的实际应用奠定了一定的基础。
[0014] 所述高性能防水剂的制备方法，包括如下步骤：
[0015] (1)按各组分重量份配比准确称重，将称好的一甲基三氯硅烷，氢氧化钠和醋酸钠 加入到一半的水中搅拌，搅拌速度为300~450r/min，搅拌时间为20~25min，得到溶液A;
[0016] (2)将聚乙烯醇和甲基纤维素加入到另一半的水中，加热至80~90°C，在搅拌状 态下加入溶液A，继续加热至80~90°C，待全部充分溶解之后，停止加热，得到溶液B;
[0017] (3)在溶液B中依次加入硅酸钠和氯化铁继续搅拌至均勾，待温度自然冷却至室 温，停止搅拌，即可得到高性能防水剂。
[0018] 本发明产品实际应用时，可采用喷涂法或刷涂法进行施工。
[0019] 本发明的有益效果是：
[0020] 本发明所公开的防水剂具有三种凝胶体防水层：有机硅凝胶防水层、无机硅凝胶 防水层、氢氧化铁胶体防水层，大大地提高了混凝土的防水性能；同时铁离子可以与氢氧根 离子结合成氢氧化铁胶体，有效地降低混凝土的碱性（PH值为8. 0~9. 0)，延长了混凝土的 使用寿命。因此，本发明防水剂可应用于屋面、地下室和卫生间等的防水。
【具体实施方式】
[0021] 实施例1
[0022] -种高性能防水剂，其由以下重量份配比的各组分制成：一甲基三氯硅烷5份，氢 氧化钠5份，醋酸钠8份，聚乙烯醇7份，甲基纤维素0. 35份，硅酸钠15份，氯化铁6份，水 250 份。
[0023] 所述的尚性